China Medical University, Taiwan 中國醫藥大學 研究發展處暨附設醫院醫學研究部 電子報 
第 23 期 2012年01月
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  經驗分享

血管新生動物模式之介紹 楊家欣 副教授

楊家欣 副教授 醫學系 藥理學科
   
    2010年度衛生署統計資料顯示，癌症是國人十大死因排名第1名(1)。近年來因為高齡化及飲食習慣影響，罹患癌症的人數有顯著增加。癌症形成的主因，主要是細胞基因變異導致細胞癌化，癌細胞自行分泌許多的細胞生長因子，刺激癌細胞生長與轉移、同時伴隨異常血管新生作用(angiogenesis)(2-3)。而目前主要的治療方式以外科手術切除、放射線治療及化學藥物治療為主(4)。然而這些治療方式並不能非常有效地治癒癌症，並且很快會有癌症復發的情形。由於放射線治療和化學療法在治療過程中，常常影響正常分裂較快速的細胞，如骨髓細胞、毛囊細胞等。因此往往引起嚴重的副作用如脫髮、中性白血球減少、口腔胃腸潰瘍、紅血球減少致貧血等(5)。因此降低副作用及針對癌細胞的專一標靶藥物是目前的主流。「標靶藥物」是專門針對癌細胞中特有的蛋白質構型進行結合與抑制，因正常細胞缺乏此構造，因此不傷害正常細胞，大大降低了副作用。 2007年健保給付的標靶治療藥物Cetuximab (Erbitux) 是一種「上皮生長因子接受器的阻斷劑」(6-7)。 由於癌細胞膜上表現大量的上皮生長因子接受器 (Endothelial growth factor receptor; EGFR)，因此阻斷EGFR的傳遞路徑，癌細胞便不能生長與轉移，進而活化癌細胞凋亡作用，便可有效抑制癌細胞的生長，增強癌細胞對傳統化學治療劑的敏感性。另一大類抗血管新生藥物如Bevacizumab (Avastin)、Sunitinib (Sutent)，其作用是阻斷血管內皮細胞生長因子受體 (Vascular Endothelial Growth Factor Receptor; VEGFR) 的傳遞路徑，作用在癌症細胞團中的血管，使血管萎縮癌細胞得不到養分，因此癌細胞便不能生長與轉移(7)。目前有超過30 種抗血管新生作用之小分子新藥在臨床上被證實，因此對於進一步了解血管新生之作用機制及研發相關之藥物將是刻不容緩的課題。此次專題，我們將介紹血管新生的動物實驗模式，以提供有興趣的研究學者，一個評估抗血管新生藥物的方法。
 
(1) 血管新生動物實驗 - Matrigel plug模式
    以Matrigel plug 活性模式進行，5-6週大的裸鼠皮下注射Matrigel，Matrigel內含生長因子 VEGF 或βFGF以，並給予欲檢測之藥物。 一周後，將裸鼠以CO2麻醉後犧牲，分離皮下的Matrigel plug，以數位相機拍攝Matrigel plug血管新生的現象，取下plug，以均質機 (homogenizer) 將plug 均質化，以Drabkin reagent kit 525(Sigma) 測量其血紅素含量 (圖一所示)。
(2) 血管新生動物實驗 - 雞胚胎尿絨毛膜模式(chick chorioallantoic membrane, CAM)
 將授精的雞蛋，氣室朝上置於孵蛋箱內的蛋架上，在孵蛋箱內進行孵化，孵化至第6 天時，以檢卵器進行雞蛋篩選的工作，將有孵化的授精雞蛋挑出，於雞蛋的氣室端（鈍端）以及再雞蛋的側邊各鑽一小孔（注意不要傷害到雞胚胎中的血管），將事先準備檢測之藥物由人工氣室上的小孔注入，並用處理過且已滅菌的濾膜覆蓋在氣室的孔洞上，貼上透氣膠帶，置於孵蛋箱繼續培養，培養不同時間後將雞蛋撥開，至於培養皿中觀察，並以照相機紀錄結果。(圖二所示)。
(3) 主動脈環發芽測定 (Aortic ring sprouting assay)
主動脈由8至10 週齡的 Sprague - Dawley大鼠取得。 在培養皿中加入Matrigel，並在37℃培養箱中聚合。主動脈環放置在其中。加入血管內皮生長因子，並給予欲檢測之藥物。經4-7天觀察內皮細胞發芽，並以照相機紀錄結果。
 
參考文獻
1.          行政院衛生署網站：http://www.doh.gov.tw/cht2006/index_populace.aspx
2.          White RR. Jarnagin WR. The role of aggressive regional therapy for colorectal liver metastases. Cancer Investigation. 25(6):458-63, 2007.
3.          Abbadessa G. Vogiatzi P. Rimassa L. et. al. Antiangiogenic drugs currently used for colorectal cancer: what other pathways can we target to prolong responses? Drug News & Perspectives. 20(5):307-13, 2007.
4.          Lung FW. Lee TM. Shu BC. et. al p53 codon 72 polymorphism and susceptibility malignancy of colorectal cancer in Taiwan. Journal of Cancer Research & Clinical Oncology. 130(12):728-32, 2004.
5.          Biedrzycki BA. Targeted therapies in colorectal carcinoma: addressing toxicities associated with EGFR inhibitors. ONS Connect. 22(8 Suppl):33-4, 2007.
6.          Lu Y. Li X. Liang K. Luwor R. et. al. Epidermal growth factor receptor (EGFR) ubiquitination as a mechanism of acquired resistance escaping treatment by the anti-EGFR monoclonal antibody cetuximab. Cancer Research. 67(17):8240-7, 2007
7.          Ferrara N. Hillan KJ. Novotny W. Bevacizumab (Avastin), a humanized anti-VEGF monoclonal antibody for cancer therapy. Biochemical & Biophysical Research Communications. 333(2):328-35, 2005.

 

【相關圖片】
圖一：血管新生動物實驗 - Matrigel plug模式
 
圖二：血管新生動物實驗 -雞胚胎尿絨毛膜模式(chick chorioallantoic membrane, CAM)
 
圖三：主動脈環發芽測定 (Aortic ring sprouting assay)
   

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